隧道施工重難點及安全技術對策
——以鄭州市某快速化道路工程為例

姚凱敏，梁新煥，王 濤，趙 陽

中國水利水電第十一工程局有限公司，河南 鄭州 450001

1 工程概況

鄭州市某輔道快速化道路工程隧道主線北起金水東路，南至商鼎路北，里程樁號范圍為K10+848.86～K12+200.00，全長1351.14m，為雙向八車道規(guī)模。該工程隧道分為敞開段和隧道段，敞開段位于金水東路以南107輔道上，長135.14m，隧道段入地后平面線位向東偏至圃田西路下方，依次下穿七里河北路下方3m污水管、七里河、七里河南路下立交，上跨軌道交通1號線盾構區(qū)間、人行過街通道。

2 工程重難點及安全技術對策

該工程施工重點、難點集中在地下隧道施工中的跨越安全上，主要有上跨鄭州軌道交通1號線、下穿七里河北路3m污水管、下穿七里河、基坑降水排水、深基坑施工安全監(jiān)測等。

2.1 上跨軌道交通1號線盾構區(qū)間

（1）重難點分析。該工程在里程K12+088.400～K12+128.100范圍上跨穿越鄭州軌道交通1號線博學路站至鄭州東站盾構區(qū)間，兩者平面基本正交，該范圍內隧道結構設計寬度約為36.4m，底板設計埋深約為8.55m，隧道底板與地鐵盾構之間豎向最小凈距為5.1m。在施工過程中要有效控制軌道交通1號線盾構區(qū)間結構設施絕對沉降量及水平位移量（包括各種加載和卸載的最終位移量）不超過10mm，保證軌道交通1號線的正常運營。

（2）對策。①嚴格按照設計圖紙基坑開挖方案進行開挖，把長約39.7m、寬約36.4m、深約8.55m的上跨基坑節(jié)點分為16個小基坑施工，分段支護；先施工盾構區(qū)間兩側基坑，后依次實施盾構區(qū)間正上方基坑結構，完成一段回填一段。②加強施工監(jiān)測，實行信息化施工，隨時預報，及時處理，防患于未然?；颖O(jiān)測及軌道交通1號線監(jiān)測自上跨節(jié)點施工圍護加固階段即行開始，嚴格按照規(guī)范要求及設計圖紙要求進行監(jiān)測，并對監(jiān)測數據進行分析，將其應用于安全風險管控。③應急預案：現場預備袋裝鐵砂，上跨節(jié)點兩側盾構隧道內預先停放重車，若基坑底板澆筑完畢后盾構構間隆起大于5mm，則底板上采用袋裝鐵砂壓載，壓載不超過25kPa，盾構隧道內采用重車壓重。

2.2 下穿七里河北路3m污水管

（1）重難點分析。該工程在里程K11+272.73處下穿七里河北路下方既有3m直徑污水干管，節(jié)段長度約2.5m。污水管為混凝土管，采用頂管法施工。管頂覆土厚度約6m，管底與規(guī)劃輔道快速化道路地道凈距約1m。施工期間需保證污水管排污功能不中斷。

（2）對策。地下污水改線為重力式管道，此段采用明挖法施工?？紤]避免施工期間停水，直接通過新建臨時超越管道將污水由上游26號井超越至下游27號井。在形成臨時超越管道后，對中間的管道進行永久改遷，不造成環(huán)境污染，而且工程施工風險較低。改遷方案具體如下：①新建超越井1～4和整個超越管線。②提前通知污水廠全力開泵，降低污水管中水位，然后改造現狀上游26號頂管井和現狀下游27號頂管井，鑿開上部狹窄的井道，鑿除現狀井下部磚砌流槽。③超越井1和超越井4這2個井分別包在現狀26號和27號頂管井北側。在凌晨低峰流量時，污水廠全力開泵降低水位，施工單位請潛水員利用鋼絲繩和定滑輪，在26號和27號現狀井北側下方割出3000mm×2500mm方孔。④原管道兩頭用氣囊封堵，污水即通過北側超越路由完成超越。⑤抽空中間管道污水，放坡開挖，進行中間管道L型永久路由施工（井3～井2～井1），永久施工時需要對沿途給水管和電力管進行局部遷改和保護。⑥完成永久施工L型路由后，關閉超越井1和4中的閘門，廢除部分超越管道。⑦有限空間作業(yè)嚴格遵守“先通風、再檢測、后作業(yè)”的原則。

2.3 下穿七里河

（1）重難點分析。該工程在里程K11+344.40～K11+435.25穿越現有七里河。穿越段河底寬度約50m，設計河底標高83.39m，現場踏勘期間現狀水深約1m。河道無通航要求，汛期河水流量較大。

（2）對策。根據水文資料，七里河分二期施工，采用分期導流分期施工模式，汛期不施工河道段。先施工七里河北側一期K11+309.5～K11+340，該段施工完成后，在枯期對河道進行導流，在該段上設置導流明渠，在河道內填筑上、下游圍堰分流河水，河水通過該段上導流明渠過流，再在河道內施工其他下穿七里河節(jié)點段。施工過程中應對加強分期導流的安全管理。

2.4 基坑降排水

（1）重難點分析。①為了確保基底安全，方便基坑開挖，提高坑底及臨時邊坡的穩(wěn)定性，在基坑底板位于地下水水位以下區(qū)域基坑內設置降水井，除降低坑底地下水位外，還需對開挖范圍內地層進行有效疏干。②由于止水帷幕止水效果差，降水類型為無隔水帷幕的基坑降水，降水設計利用相關公式計算即可，但由于需降水基坑較長（約320m），需分段進行計算。③為了便于后期封井，降水井基坑底板以上部位不設置濾管，同時為有效疏干地層，降水井濾料回填至地下水位以上。④降水部位附近有3棟高層建筑，降水過程中需注意樓房的沉降。

（2）對策。場地地層復雜、透水性強，且設計降水方案時基于一定假設，因此，降水方案正式實施前，應進行現場抽水試降驗，驗證方案的可行性?；诱介_挖前，應進行生產性抽水試驗，檢驗方案是否滿足開挖需求。降水過程中，在建筑樓房設置沉降觀測點，在降水的同時加強監(jiān)測。

2.5 基坑施工安全監(jiān)測

（1）重難點分析。因為基坑深度較深，基坑的安全檢測又將是該工程控制的重點之一，所以基坑監(jiān)測的重點是邊坡變形和地下水位。

（2）對策。①嚴格按照設計要求進行設點觀測。②組織監(jiān)測技術小組，專項負責觀測、分析。③由項目總工程師直接負責監(jiān)測工作，加強監(jiān)測管理。④信息化施工，及時反饋信息，指導施工。⑤成立監(jiān)測小組專職負責整個施工過程的監(jiān)測工作，配備先進的監(jiān)測儀器，以科學的監(jiān)測手段和嚴謹的監(jiān)測方法確保監(jiān)測信息及時、可靠。⑥對地質、周圍環(huán)境等進行全面細致的調查，進行施工預測，并制訂預防措施。⑦加強施工過程中的沉降監(jiān)控量測，并根據監(jiān)測結果進行分析處理，預測各工況下的沉降值，指導施工，優(yōu)化設計與施工方案。

3 安全風險管理措施

3.1 施工安全組織管理

成立安全生產委員會，定期召開安委會、安全生產專題會等會議，研究解決當前安全管理突出的矛盾和問題。設置獨立的安全管理部門，具體負責日常施工安全管理；配備項目安全總監(jiān)以及專職安全管理人員，并持證上崗。

3.2 安全管理制度以及技術交底

在該工程施工前，應編制安全目標指標管理制度、安全生產責任制、安全會議制度、安全費用、風險分級管控、隱患排查治理、應急管理、施工臨時用電、特種設備等安全管理制度，崗位、機械設備安全操作規(guī)程，綜合應急預案、專項應急預案、現場處置方案等。組織編制施工組織設計以及專項施工方案，并分級進行交底。結合施工過程中存在的風險特點，開展相關應急預案演練，提升全體人員處置突發(fā)事件的應急能力以及應急逃生技能。組織新入場的從業(yè)人員進行三級安全教育培訓，定期開展專項教育培訓。特種作業(yè)人員持行業(yè)主管部門頒發(fā)的證書上崗。

3.3 安全管理模型

該項目主要安全管理模型如下：（1）風險辨識和風險管控；（2）風險管控出現的漏洞形成隱患，隱患排查治理；（3）隱患排查治理不到位形成危險性事件，啟動響應進行處理；（4）隱患治理不到位形成事故，啟動應急預案進行救援，減少事故損失；（5）事故后的賠償和善后處理。

4 結束語

該工程上跨軌道交通盾構區(qū)間，下穿大直徑污水管以及河流，若施工工藝和安全措施不到位，極容易挖斷盾構區(qū)間、大直徑污水管以及河流，造成嚴重后果，同時引發(fā)坍塌、突水等重大生產安全事故。通過編制施工專項方案，采取有針對性的技術措施，施工過程中嚴格按照施工專項方案實施，做好過程監(jiān)測等，通過安全新技術、新工藝、新設備的應用，采取科學有效的安全防護，有效避免了施工過程中各類生產安全事故的發(fā)生，進一步保障了從業(yè)人員人身安全。該工程于2018年11月30日順利建成完工，標志著該快速化道路工程全線閉合。